Big Bang dan Asal-usul Segalanya

Bagaimana alam semesta dimulai? Itulah pertanyaan yang telah direnungkan oleh para ilmuwan dan filsuf sepanjang sejarah ketika mereka memandang langit berbintang di atas. Adalah tugas astronomi dan astrofisika untuk memberikan jawaban. Namun, itu tidak mudah untuk diatasi.

Kilauan besar pertama jawaban datang dari langit pada tahun 1964. Saat itulah para astronom Arno Penzias dan Robert Wilson menemukan sinyal gelombang mikro yang terkubur dalam data yang mereka ambil untuk mencari sinyal yang dipantulkan dari satelit balon Echo. Mereka berasumsi pada saat itu bahwa itu hanyalah suara yang tidak diinginkan dan berusaha menyaring sinyal.

Namun, ternyata apa yang mereka deteksi berasal dari waktu tidak lama setelah permulaan alam semesta. Meskipun mereka tidak mengetahuinya pada saat itu, mereka telah menemukan

Apa yang memulai kelahiran alam semesta? Menurut fisika, alam semesta muncul dari singularitas - istilah yang digunakan para ahli fisika untuk menggambarkan wilayah ruang yang menentang hukum fisika. Mereka tahu sedikit tentang singularitas, tetapi diketahui bahwa daerah seperti itu ada di inti lubang hitam. Ini adalah wilayah di mana semua massa yang tertelan oleh lubang hitam akan terjepit ke titik kecil, sangat besar, tetapi juga sangat, sangat kecil. Bayangkan menjejalkan bumi menjadi sesuatu yang seukuran pinpoint. Singularitas akan lebih kecil.

Namun, bukan berarti alam semesta dimulai sebagai lubang hitam. Asumsi semacam itu akan menimbulkan pertanyaan tentang sesuatu yang ada sebelum Big Bang, yang sangat spekulatif. Menurut definisi, tidak ada yang ada sebelum awal, tetapi fakta itu menciptakan lebih banyak pertanyaan daripada jawaban. Misalnya, jika tidak ada yang ada sebelum Big Bang, apa yang menyebabkan singularitas diciptakan pada awalnya? Ini adalah pertanyaan "gotcha" yang masih coba dipahami oleh para ahli astrofisika.

Namun, begitu singularitas diciptakan (bagaimanapun itu terjadi), fisikawan memiliki ide bagus tentang apa yang terjadi selanjutnya. Alam semesta dalam keadaan panas dan padat dan mulai berkembang melalui proses yang disebut inflasi. Mulai dari sangat kecil dan sangat padat, ke kondisi yang sangat panas. Kemudian, itu mendingin saat mengembang. Proses ini sekarang disebut sebagai Big Bang, sebuah istilah yang pertama kali diciptakan oleh Sir Fred Hoyle selama siaran radio British Broadcasting Corporation (BBC) pada tahun 1950.

Meskipun istilah itu menyiratkan semacam ledakan, sebenarnya tidak ada ledakan atau ledakan. Itu benar-benar perluasan ruang dan waktu yang cepat. Pikirkan itu seperti meledakkan balon: ketika seseorang meniupkan udara, bagian luar balon itu mengembang ke luar.

Alam semesta yang sangat awal (pada suatu waktu beberapa fraksi detik setelah Big Bang dimulai) tidak terikat oleh hukum fisika seperti yang kita kenal sekarang. Jadi, tidak ada yang bisa memprediksi dengan sangat akurat seperti apa jagat raya pada waktu itu. Namun, para ilmuwan memiliki mampu membangun representasi perkiraan tentang bagaimana alam semesta berevolusi.

Pertama, alam semesta bayi pada awalnya begitu panas dan padat bahkan partikel elementer seperti proton dan neutron tidak bisa ada. Sebaliknya, berbagai jenis masalah (disebut materi dan anti-materi) bertabrakan bersama, menciptakan energi murni. Ketika alam semesta mulai mendingin selama beberapa menit pertama, proton dan neutron mulai terbentuk. Perlahan-lahan, proton, neutron, dan elektron bergabung membentuk hidrogen dan sejumlah kecil helium. Selama milyaran tahun berikutnya, bintang, planet, dan galaksi terbentuk untuk menciptakan alam semesta saat ini.

Jadi, kembali ke Penzias dan Wilson dan CMB. Apa yang mereka temukan (dan yang mereka menangkan a Penghargaan Nobel), sering digambarkan sebagai "gema" dari Big Bang. Itu meninggalkan tanda tangan itu sendiri, seperti gema yang terdengar di ngarai mewakili "tanda tangan" dari suara aslinya. Perbedaannya adalah bahwa alih-alih gema yang dapat didengar, petunjuk Big Bang adalah tanda panas di seluruh ruang. Tanda tangan itu telah secara khusus dipelajari oleh pesawat ruang angkasa Cosmic Background Explorer (COBE) dan Probe Anisotropi Microwave Wilkinson (WMAP). Data mereka memberikan bukti paling jelas untuk peristiwa kelahiran kosmik.

Selagi Dentuman Besar teori adalah model yang paling banyak diterima yang menjelaskan asal usul alam semesta dan didukung oleh semua bukti pengamatan, ada model lain yang menggunakan bukti yang sama untuk mengatakan sedikit berbeda cerita.

Beberapa ahli teori berpendapat bahwa teori Big Bang didasarkan pada premis yang salah - bahwa alam semesta dibangun di atas ruang-waktu yang terus berkembang. Mereka menyarankan alam semesta statis, yang awalnya diprediksi oleh teori Einstein Relativitas umum. Teori Einstein kemudian dimodifikasi untuk mengakomodasi bagaimana alam semesta tampak berkembang. Dan, ekspansi adalah bagian besar dari cerita, terutama karena melibatkan keberadaan energi gelap. Akhirnya, perhitungan kembali massa alam semesta tampaknya mendukung teori peristiwa Dentuman Besar.

Sementara pemahaman kita tentang peristiwa aktual masih belum lengkap, data CMB membantu membentuk teori-teori yang menjelaskan kelahiran kosmos. Tanpa Big Bang, tidak ada bintang, galaksi, planet, atau kehidupan yang bisa ada.

• Big Bang adalah nama yang diberikan untuk peristiwa kelahiran alam semesta.
• Big Bang diperkirakan terjadi ketika sesuatu memulai ekspansi singularitas kecil, sekitar 13,8 miliar tahun yang lalu.
• Cahaya dari tak lama setelah Big Bang dapat dideteksi sebagai radiasi gelombang mikro kosmik (CMB). Ini mewakili cahaya dari masa ketika alam semesta yang baru lahir menerangi sekitar 380.000 tahun setelah Big Bang terjadi.

• "Ledakan Besar." NASA, NASA, www.nasa.gov/subject/6890/the-big-bang/.
• NASA, NASA, science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/what-powered-the-big-bang.
• "The Origin of the Universe." Nasional geografis, National Geographic, 24 Apr. 2017, www.nationalgeographic.com/science/space/universe/origins-of-the-universe/.

Diperbarui dan diedit oleh Carolyn Collins Petersen.